畢業(yè)設(shè)計(jì)--多點(diǎn)溫度巡回檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 引言1</b></p><p>　　1.1 本設(shè)計(jì)的意義1</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析1</p><p>　　1.3 論文的主要內(nèi)容2</p><p>　　2 系統(tǒng)總體方案

2、設(shè)計(jì)2</p><p>　　3 硬件部分設(shè)計(jì)3</p><p>　　3.1 AT89C51介紹3</p><p>　　3.1.1 主要性能3</p><p>　　3.1.2 引腳功能說明4</p><p>　　3.2 傳感器模塊部分設(shè)計(jì)4</p><p>　　3.2.1 AD590主

3、要特性5</p><p>　　3.2.2 與ADC0809接口6</p><p>　　3.3 數(shù)模轉(zhuǎn)換部分硬件設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.3.1 ADC0809介紹7</p><p>　　3.3.2 ADC0809各管腳功能7</p><p>　　3.3.3 硬件連接電路8</p><

4、;p>　　3.4 LED顯示電路的設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.4.1 LED數(shù)碼管9</p><p>　　3.4.2 LED數(shù)碼管編碼方式10</p><p>　　3.4.3 LED數(shù)碼管顯示方式和典型應(yīng)用電路11</p><p>　　3.5 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.6 整體電路

5、圖13</p><p>　　4 軟件部分設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.1 A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖14</p><p>　　4.2 顯示程序流程圖14</p><p>　　4.3 報(bào)警程序流程圖15</p><p>　　4.4 主程序流程圖15</p><p><b>　　

6、結(jié)束語(yǔ)18</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p><p><b>　　附錄20</b></p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　1.1 本設(shè)計(jì)的意義</p><p>　　隨著電子技術(shù)

7、、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域采用先進(jìn)的技術(shù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的工業(yè)生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，監(jiān)測(cè)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的重要標(biāo)志。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在工業(yè)生產(chǎn)中被監(jiān)測(cè)最多的參數(shù)應(yīng)該是壓力、流量、溫度三大參數(shù)。無論在石油、化工、煤炭、水利等行業(yè)，還是電力、機(jī)械、航空、國(guó)防等部門，都離不開對(duì)這些參數(shù)的監(jiān)測(cè)。當(dāng)然除此之外，還有諸如液位、扭矩、密度、濃度、速度、位移、距離、電參數(shù)等眾多物理參數(shù)的監(jiān)測(cè)，但用的最多的恐怕還是溫度的監(jiān)測(cè)，可以說溫度的測(cè)量是一個(gè)“

8、永恒”的話題。溫度測(cè)量的領(lǐng)域十分廣泛，其實(shí)，不僅在工業(yè)領(lǐng)域，而且在民用領(lǐng)域、軍用領(lǐng)域，溫度的測(cè)量隨處可見。在工業(yè)領(lǐng)域，電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行關(guān)系到整個(gè)工業(yè)的發(fā)展和人民生活的穩(wěn)定，其中一個(gè)重要的方面是電氣設(shè)備自身的安全運(yùn)行，由于絕大多數(shù)的電氣設(shè)備采用封閉式結(jié)構(gòu)，散熱效果差，熱積累大，并長(zhǎng)期處于高電壓、大電流和滿負(fù)荷運(yùn)行，其結(jié)果造成熱量集結(jié)加劇，溫升直接危害電器設(shè)備的絕緣，這就要求對(duì)電氣設(shè)備的溫度狀況進(jìn)行測(cè)量控制。如發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)組隨著電壓增高

9、和容量增大，解決定子鐵心和繞組溫升的問題就日益突出。對(duì)全封閉的高壓開關(guān)電器，也存在對(duì)其開關(guān)觸頭溫度的監(jiān)測(cè)問題</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析</p><p>　　隨著世界進(jìn)入信息化時(shí)代，自動(dòng)化、信息化成為世界各國(guó)發(fā)展重要方向之一。傳感器作為自動(dòng)化和信息系統(tǒng)的前端器件，是制造業(yè)自動(dòng)化和信息化的基礎(chǔ)；現(xiàn)代傳感器技術(shù)集約了多種學(xué)科的尖端成果、是國(guó)際上發(fā)展最迅速的高新技術(shù)之一；是傳統(tǒng)產(chǎn)

10、業(yè)技術(shù)改造和升級(jí)的“功效倍增器”，成為衡量一個(gè)國(guó)家科技發(fā)展的重要指標(biāo)。單片機(jī)是完全按嵌入式系統(tǒng)要求設(shè)計(jì)的單芯片形態(tài)的嵌入式系統(tǒng)，它廣泛應(yīng)用在中、小型工控領(lǐng)域，是電子系統(tǒng)智能化的最重要的工具。溫度傳感器也從傳統(tǒng)類型向集成化、微型化、多功能發(fā)展，且隨著材料行業(yè)對(duì)傳感器敏感材料進(jìn)一步的開發(fā)，傳感器新敏感材料不斷推出，高新材料已廣泛用于新型傳感器制造研發(fā)中，如光纖傳感器，光纖傳感器等等，我國(guó)與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比，還處于落后狀態(tài)。本設(shè)計(jì)主要涉及到微

11、控制器和溫度傳感器的應(yīng)用。二者的發(fā)展直接影響著溫度檢測(cè)方面的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。 </p><p>　　1.3 單片機(jī)的概念和特點(diǎn)</p><p>　　現(xiàn)代社會(huì)中，盡管PC機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍，但是，在工控領(lǐng)域，在日益追求小而精、輕而薄的自動(dòng)化控制器、自動(dòng)化儀器儀表、家電產(chǎn)品等方面,PC機(jī)仍有所不相適宜的地方。而工業(yè)控制、儀

12、器儀表、家電產(chǎn)品等市場(chǎng)廣闊，要求PC機(jī)技術(shù)與之相適應(yīng)。在這種情況下，單片機(jī)應(yīng)運(yùn)而生了（也稱作微型計(jì)算機(jī)）。</p><p>　　微型計(jì)算機(jī)的基本機(jī)構(gòu)是由中央處理器、儲(chǔ)存器、和I/O設(shè)備構(gòu)成的。所謂的單片機(jī)是指將微型計(jì)算機(jī)3個(gè)單元的多個(gè)分體中的主要功能用1個(gè)集成電路芯片來實(shí)現(xiàn)，該芯片具有一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的基本功能。這種超大規(guī)模集成電路芯片即稱為單片微型計(jì)算機(jī)，通常簡(jiǎn)稱單片機(jī)。</p><p>

13、　　單片機(jī)具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　(1) 受集成度限制，片內(nèi)存儲(chǔ)容量較小，一般8位單片機(jī)的ROM小于8/16K字節(jié)，RAM小于256字節(jié)，但可在外部擴(kuò)展，通常ROM、RAM可分別擴(kuò)展至64K字節(jié)。</p><p>　　(2) 可靠性好。芯片本身是按工業(yè)測(cè)控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的，其抗工業(yè)噪聲干擾優(yōu)于一般通用CPU；程序指令及常數(shù)、表格固化在ROM中不易破壞；許多信號(hào)通道均在一個(gè)芯片內(nèi)，

14、故可靠性高。</p><p>　　(3) 易擴(kuò)展。片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必需的部件。芯片外部有許多供擴(kuò)展用的三總線及并行、串行輸入/輸出管腳，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。</p><p>　　(4) 控制功能強(qiáng)。為了滿足工業(yè)控制要求，一般單片機(jī)的指令系統(tǒng)中具有極豐富的條件分支轉(zhuǎn)移指令、I/O口的邏輯操作以及位處理功能。一般說來，單片機(jī)的邏輯控制功能及運(yùn)行速度均高于同一檔次的微處理

15、器。</p><p>　　(5) 一般單片機(jī)內(nèi)無監(jiān)控程序或系統(tǒng)通用管理軟件，只放置有用戶調(diào)試好的應(yīng)用程序。但近年來也開始出現(xiàn)了在片內(nèi)固化有BASIC解釋程序的單片機(jī)。 </p><p>　　1.4 單片機(jī)的發(fā)展與趨勢(shì)</p><p>　　由于單片機(jī)具有以上特點(diǎn)，因此在工業(yè)控制、數(shù)據(jù)采集、智能儀器儀表、智能化設(shè)備和各種家用電器等領(lǐng)域得到

16、廣泛的應(yīng)用。隨著微電子工藝水平的提高，近十年來單片微型計(jì)算機(jī)有了飛速的發(fā)展。歸納起來，它是沿著兩條路發(fā)展的：</p><p>　　1.改進(jìn)集成電路制造工藝，提高芯片的工作速度，降低工作電壓和降低功耗：</p><p>　　2.在保留共同的CPU體系結(jié)構(gòu)，最基本的外設(shè)裝置（如異步串行口，定時(shí)器等）和一套公用的指令系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域，把不同的外設(shè)裝置集成到芯片內(nèi)，在同一個(gè)家族內(nèi)繁

17、衍滋生出各種型號(hào)的單片機(jī)。另外在單片機(jī)的應(yīng)用中，可靠性是首要因素，為了擴(kuò)大單片機(jī)的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域，提高單片機(jī)自身的可靠性是一種有效方法。近年來，單片機(jī)的生產(chǎn)廠家在單片機(jī)設(shè)計(jì)上采用了各種提高可靠性的新技術(shù)，主要表現(xiàn)在一下幾點(diǎn)：</p><p>　　(1) EFT(Electrical Fast Transient)技術(shù)</p><p>　　(2) 低噪音布線技術(shù)及驅(qū)動(dòng)技術(shù)</p&g

18、t;<p>　　(3) 采用低頻時(shí)鐘</p><p>　　總之，單片機(jī)在目前的發(fā)展形勢(shì)下，表現(xiàn)出幾大趨勢(shì)：</p><p>　　可靠性及應(yīng)用水平越來越高，和internet連接已是一種明顯的走向；</p><p>　　所集成的部件越來越多；</p><p><b>　　功耗越來越低；</b></p&

19、gt;<p>　　和模擬電路結(jié)合越來越多。</p><p><b>　　1.5.單片機(jī)選擇</b></p><p>　?、?本系統(tǒng)采用單片機(jī)為控制核心。單片機(jī)/MCU主要有51基本型和52增強(qiáng)型，而相比之下52型比51型功能更為強(qiáng)大，ROM和RAM存儲(chǔ)空間更大，52還兼容51指令系統(tǒng)?；诒鞠到y(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容的需要，綜合考慮后，我們選擇單片機(jī)ATME公司的AT

20、89C52為控制核心；主要基于考慮AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）、6個(gè)中斷源；時(shí)鐘頻率0-24MHz；器件采用高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，并兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，功能強(qiáng)大。</p><p>　　(2)AT89C52介紹</p><p>　　AT8

21、9C52是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8K bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器(PEROM)和256K bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，與標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)及8052產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用8位中央處理器和FLASH存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大，AT89C52單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合。</p><p><

22、b>　　主要性能參數(shù)：</b></p><p>　　與MCS-51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容</p><p>　　8K字節(jié)可重擦寫FLASH閃存存儲(chǔ)器</p><p>　　1000次寫/擦循環(huán)</p><p>　　時(shí)鐘頻率：0Hz—24MHz</p><p><b>　　三級(jí)加密存儲(chǔ)器</

23、b></p><p>　　256字節(jié)內(nèi)部RAM</p><p>　　32個(gè)可編程I/O口線 </p><p>　　3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器 圖3.1 引腳圖</p><p><b>　　6個(gè)中斷源</b></p><p>　　可編程串行UART通道

24、</p><p>　　低功耗的空閑和掉電模式</p><p>　　片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路</p><p>　　AT89C52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫口線，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路，AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。同時(shí)，AT89C52可降至0

25、Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開發(fā)本.AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。</p>

26、<p>　　AT89C52引腳功能：</p><p><b>　　·Vcc：電源電壓</b></p><p><b>　　·GND：地</b></p><p>　　·P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8

27、個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口P0寫“1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。</p><p>　　在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問器件激活內(nèi)部上拉電阻。</p><p>　　在Flash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。</p><p>　　·P1口：P1是一個(gè)帶

28、內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。</p><p>　　與AT89C51不同之處是，P1.0和P1.1還可分別作為定時(shí)/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入(P1.1/T2EX)，參見表2-

29、1。</p><p>　　Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。表2-1為 P1.0和P1.1的第二功能</p><p>　　表3-1 P1.0和P1.1的第二功能</p><p>　　·P2口：P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口P2寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端

30、口拉到高電平，同時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。</p><p>　　在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOV@DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOV@RI指令）時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。</p><p>　　Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接

31、收高位地址和一些控制信號(hào)。</p><p>　　·P3口：P3口時(shí)一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。</p><p>　　P3口作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表2-2所示：

32、</p><p>　　此外，P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。</p><p>　　·RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。</p><p>　　·ALE/ ：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE(地址鎖存允許)輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，AL

33、E仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。</p><p>　　表3-2 P3口第二功能</p><p>　　對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程器件，改引腳還用于輸入編程脈沖（ ）。</p><p>　　如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位復(fù)位，可禁止

34、ALE操作。該位置復(fù)位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無效。</p><p>　　· ：程序儲(chǔ)存允許（ ）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在次期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次 信號(hào)。</p><p&g

35、t;　　· /VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H-FFFH）， 端必須保持低電平（接地）。需要注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存 端狀態(tài)。</p><p>　　如端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。</p><p>　　Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上＋12V的編程允許電源Vpp,當(dāng)然這必須是該器件是

36、使用12V編程電壓Vpp。</p><p>　　·XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。</p><p>　　·XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。</p><p>　　1.5 論文的主要內(nèi)容</p><p>　　本文首先介紹了本設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)意義，然后分析了在國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀。從整體方案上給出介紹，即先介紹系統(tǒng)

37、整體方案，給出系統(tǒng)方框圖，按模塊化劃分，逐個(gè)模塊介紹，然后總體說明。第三部分是硬件部分設(shè)計(jì)，系統(tǒng)詳細(xì)的介紹設(shè)計(jì)中的主控單元----單片機(jī)及各個(gè)模塊，包括傳感器模塊的設(shè)計(jì)，數(shù)模轉(zhuǎn)換部分硬件設(shè)計(jì)，顯示部分電路設(shè)計(jì)，報(bào)警電路的設(shè)計(jì)等等，最后給出整個(gè)系統(tǒng)的電路原理圖。第四部分是軟件部分的設(shè)計(jì)，其中涵蓋了，主程序流程圖、A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖、顯示程序流程圖、報(bào)警程序流程圖等及相關(guān)流程圖的文字說明。</p><p>　　2

38、系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)</p><p><b>　　圖1 設(shè)計(jì)框圖</b></p><p>　　如圖1所示，本設(shè)計(jì)共有五部分組成：溫度采集，A/D轉(zhuǎn)換，單片機(jī)，顯示電路，告警電路等，其中溫度采集主要由AD590組成，把熱力學(xué)溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，然后放大，經(jīng)電阻分壓獲得電壓信號(hào)，送入A/D轉(zhuǎn)換電路即ADC0809后得到8位的數(shù)字溫度信號(hào)，送入單片機(jī)，由單片機(jī)的TXD,RX

39、D串行（高位在前，地位在后）送入顯示電路顯示，并且判斷是否超出設(shè)定范圍，若超出設(shè)定范圍，由單片機(jī)啟動(dòng)告警電路，告警。</p><p>　　本設(shè)計(jì)是模擬溫度的顯示，溫度經(jīng)過AD590轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，經(jīng)放大器放大后通過電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，進(jìn)入ADC0809進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,送入單片機(jī)后輸出到靜態(tài)顯示部分，顯示其溫度值。在該設(shè)計(jì)中，顯示部分采用74LS164串聯(lián)組成驅(qū)動(dòng)LED部分，這樣既達(dá)到顯示的目的又節(jié)省了I/

40、O口，使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單明了。 由于本設(shè)計(jì)的對(duì)單片機(jī)可靠性要求不高，本著簡(jiǎn)單實(shí)用出發(fā)，復(fù)位電路設(shè)計(jì)為上電復(fù)位 。</p><p>　　ADC0809進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，輸出的是并行8位數(shù)據(jù)，直接送入單片機(jī)節(jié)省硬件設(shè)施且使編程簡(jiǎn)單，為實(shí)現(xiàn)多路巡回檢測(cè)，通過P0.0～P0.2控制74LS373來達(dá)到設(shè)計(jì)目的。</p><p>　　其中溫度范圍的計(jì)算原理：首先把A/D轉(zhuǎn)換中電位器順時(shí)針旋到底，即模擬信號(hào)的

41、輸入不衰減，選取兩個(gè)溫度狀態(tài)T1T2，分別測(cè)量出其模擬輸出電壓V1V2；根據(jù)ADC0809的輸入范圍在0到5伏，即可計(jì)算出溫度極限。</p><p>　　0伏時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度TL：T1-（V1-0）（T2-T1）/（V2-V1）</p><p>　　5伏時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度TH：T1-（V1-5）（T2-T1）/（V2-V1）</p><p>　　本設(shè)計(jì)中近似計(jì)算TH為150℃

42、，TL為-50℃。</p><p>　　程序中溫度的計(jì)算原理：首先用溫度范圍除以0到256（即每個(gè)十六進(jìn)制數(shù)的溫度增長(zhǎng)率），然后乘以模擬轉(zhuǎn)換的數(shù)字量，即得到升高的溫度，再和最低溫度相加，就可以得到實(shí)際的溫度值。其公式為：TL+AX（TH-TL）/256</p><p>　　TL：顯示的最低溫度</p><p>　　TH：顯示的最高溫度</p><

43、p>　　AX：模擬電壓所轉(zhuǎn)換的數(shù)字量</p><p>　　在A/D轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)?zāi)K中模擬信號(hào)輸入端的電位器可調(diào)節(jié)電壓輸入，用以模擬低溫狀態(tài)下的溫度顯示，當(dāng)電位器順時(shí)針旋到底時(shí)，輸入信號(hào)不衰減，顯示溫度與室溫相對(duì)應(yīng)，用做數(shù)字顯示溫度表。</p><p><b>　　3 硬件部分設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 AT89C51介紹<

44、/p><p>　　AT89C51是一種低功耗/低電壓、高性能的8位單片機(jī)。片內(nèi)帶有一個(gè)4KB的Flash可編程、可擦除只讀存儲(chǔ)器（EPROM）。它采用了CMOS工藝和ATMEL公司的高密度非易失性存儲(chǔ)器（NURAM）技術(shù)，而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與MSC-51兼容。片內(nèi)的Flash存儲(chǔ)器允許在系統(tǒng)內(nèi)改編程序或用常規(guī)的非易失性存儲(chǔ)器編程器來編程。因此AT89C51/LV51是一種功能強(qiáng)、靈活性高，且價(jià)格合理的單片機(jī)，

45、可方便地應(yīng)用在各種控制領(lǐng)域。</p><p>　　3.1.1 主要性能</p><p>　　4KB可改編程序Flash存儲(chǔ)器（可經(jīng)受1000次的寫入／擦除）</p><p>　　全靜態(tài)工作：0Hz～24MHz</p><p><b>　　3級(jí)程序存儲(chǔ)器保密</b></p><p>　　128

46、15;8字節(jié)內(nèi)部RAM</p><p>　　32條可編程I/O線</p><p>　　2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　6個(gè)中斷源</b></p><p><b>　　可編程串行通道</b></p><p><b>　　片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器</b

47、></p><p>　　3.1.2 引腳功能說明</p><p>　　圖2是AT89C51的引腳結(jié)構(gòu)圖，下面分別簡(jiǎn)單的介紹這些引腳的功能。</p><p><b>　　(1) 主電源引腳</b></p><p><b>　　VCC：電源端。</b></p><p>&l

48、t;b>　　GND：接地端。</b></p><p>　　(2) 外接晶體引腳XTAL1和XTAL2</p><p>　　(3) 控制或與其他電源復(fù)用引腳RST，ALE//PROG，/EA /Vpp</p><p>　　圖2 AT89C51的引腳結(jié)構(gòu)</p><p>　　ALE//PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖

49、存允許）的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。</p><p>　　在對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（/PROG）。</p><p>　　/PSEN：程序存儲(chǔ)允許（/PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。</p><p>　　/EA/Vpp：外部訪問允許端。</p><p>　　當(dāng)/EA端保持高電平（接Vcc端）時(shí)，CPU

50、則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的程序。</p><p>　　在Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳也用于施加12V的編程允許電源Vpp（如果選用12V編程）。</p><p>　　(4) 輸入/輸出引腳P0.0～P0.7，P1.0～P1.7，P2.0～P2.7和P3.0～P3.7。其中P3端口還用于一些復(fù)用功能。</p><p>　　3.2 傳感器模塊部分設(shè)計(jì)</p>

51、;<p>　　AD590是美國(guó)模擬器件公司的電流輸出型溫度傳感器，供電電壓范圍為3～30V，輸出電流223μA（-50ºC）～423μA(+150ºC),靈敏度為1μA/ºC。當(dāng)在電路中串接采樣電阻R時(shí)，R兩端的電壓可作為輸出電壓。注意R的阻值不能取得太大，以保證AD590兩端電壓不低于3V。AD590輸出電流信號(hào)傳輸距離可達(dá)到1km以上。作為一種高阻電流源，最高可達(dá)20MΩ，所以它不必考慮選

52、擇開關(guān)或CMOS多路轉(zhuǎn)換器所引入的附加電阻造成的誤差。適用于多點(diǎn)溫度測(cè)量和遠(yuǎn)距離溫度測(cè)量的控制。</p><p>　　3.2.1 AD590主要特性</p><p>　　(1) 流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)，即： Ir/T= mA/K式中： Ir---流過器件（AD590）的電流，單位為mA；T---熱力學(xué)溫度，單位為K。</p><

53、p>　　(2) AD590的測(cè)溫范圍為-55°C～+150°C。</p><p>　　(3) AD590的電源電壓范圍為4V～30V。</p><p>　　電源電壓可在4V~6V范圍變化，電流 變化1mA，相當(dāng)于溫度變化1K。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞。</p><p>　　(4) 輸出電阻

54、為710MW。</p><p><b>　　(5) 精度高。</b></p><p>　　AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55°C～+150°C范圍內(nèi)，非線性誤差為±0.3°C。</p><p>　　AD590的封裝形式和基本應(yīng)用電路如圖3：</p><p&

55、gt;　　a)封裝形式 b)基本應(yīng)用電路</p><p>　　圖3 AD590的封裝及基本應(yīng)用電路</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，使用AD590對(duì)溫度進(jìn)行采集，即通道AD590把攝氏溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，經(jīng)電阻分壓，最總轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，送到ADC0809。其電路如圖4所示。</p><p>　　圖4 溫度采

56、集電路圖</p><p>　　其中，R1用來調(diào)節(jié)運(yùn)放的輸入電壓，經(jīng)運(yùn)放發(fā)大后達(dá)到ADC0809的轉(zhuǎn)換電壓。</p><p>　　3.2.2 與ADC0809接口</p><p>　　AD590作為溫度采集器件，把熱力學(xué)溫度轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，送入運(yùn)算放大器放大，然后經(jīng)電阻轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，送入ADC0809.圖5中給出一路溫度采集電路與ADC0809的方式。要實(shí)現(xiàn)多路溫度

57、的采集，只需在ADC0809的輸入端連接多路溫度采集電路即可。</p><p>　　圖5 ADC0809與AD590的接口電路</p><p>　　3.3 數(shù)模轉(zhuǎn)換部分硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的電路，稱為模數(shù)轉(zhuǎn)換器（簡(jiǎn)稱A/D轉(zhuǎn)換器或ADC,Analog to Digital Converter）；將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的電路稱為數(shù)模

58、轉(zhuǎn)換器（簡(jiǎn)稱D/A轉(zhuǎn)換器或DAC,Digital to Analog Converter）；A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器已成為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中不可缺少的接口電路。</p><p>　　為確保系統(tǒng)處理結(jié)果的精確度，A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換器必須具有足夠的轉(zhuǎn)換精度；如果要實(shí)現(xiàn)快速變化信號(hào)的實(shí)時(shí)控制與檢測(cè)，A/D與D/A轉(zhuǎn)換器還要求具有較高的轉(zhuǎn)換速度。轉(zhuǎn)換精度與轉(zhuǎn)換速度是衡量A/D與D/A轉(zhuǎn)換器的重要技術(shù)指標(biāo)。 隨著集成技術(shù)

59、的發(fā)展，現(xiàn)已研制和生產(chǎn)出許多單片的和混合集成型的A/D和D/A轉(zhuǎn)換器，它們具有愈來愈先進(jìn)的技術(shù)指標(biāo)。這里采用ADC0809芯片來進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。</p><p>　　3.3.1 ADC0809介紹</p><p>　　ADC0809是8位CMOS逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。內(nèi)部有8 路模擬量輸入和8 位數(shù)字量輸出的A/D轉(zhuǎn)換器，它是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的產(chǎn)品，是目前國(guó)內(nèi)最廣泛的8 位通用的A/D轉(zhuǎn)

60、換的芯片。其結(jié)構(gòu)圖如圖6所示。</p><p>　　外部時(shí)鐘輸入端，時(shí)鐘頻率高，A/D轉(zhuǎn)換速度快。允許范圍為10~1280KHZ，典型值為640KHZ，此時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為10us。通常由MCS-51型單片機(jī)ALE端直接或分頻后與其相連。當(dāng)MCS-51型單片機(jī)無讀寫外，RAM操作時(shí)，ALE信號(hào)固定為CPU時(shí)鐘頻率的1/6，若單片機(jī)外接的晶振為6MHZ，則1/6為1MHZ，A/D轉(zhuǎn)換時(shí)間為64us。</p&

61、gt;<p>　　3.3.2 ADC0809各管腳功能</p><p>　　ADC0809采用雙列直插式封裝，共有28條引腳，如圖7 所示。</p><p>　　圖6 ADC0809結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　(1) IN0--IN7:IN0—IN7為8 路模擬電壓輸入線，用于輸入被轉(zhuǎn)換的模擬電壓</p><p>　　(2)

62、ADDA，ADDB，ADDC: 三位地址輸入端。八路模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換選擇同由A，B，C決定。A為低位，C為高位。</p><p>　　(3) CLOCK：時(shí)鐘信號(hào)。最高允許值為640kHz。</p><p>　　(4) D0--D7：數(shù)字量輸出端，A/D轉(zhuǎn)換的結(jié)果由這幾個(gè)端口輸出。</p><p>　　圖7 ADC0809引腳圖</p><p>

63、　　(5) OE：A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出允許控制端，當(dāng)OE端為高電平時(shí)，允許將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果從D0～D7端輸出。</p><p>　　(6) ALE: 地址鎖存允許信號(hào)。八路模擬通道地址由A，B，C輸入在ADC0809的ALE信號(hào)有效時(shí)，將該八路地址鎖存。</p><p>　　(7) START: 啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換信號(hào)。當(dāng)START端輸入一個(gè)正脈沖時(shí)，立即啟動(dòng)ADC0809進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。<

64、;/p><p>　　(8) EOC: A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，是芯片的輸出信號(hào)。轉(zhuǎn)換開始后，EOC信號(hào)變低；轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，EOC返回高電平。這個(gè)信號(hào)可以作為A/D轉(zhuǎn)換器的狀態(tài)信號(hào)來查詢，也可以直接用作中斷請(qǐng)求信號(hào)。</p><p>　　(9) VREF+，VREF-:正負(fù)基準(zhǔn)電壓輸入端。</p><p>　　(10) VCC，GND :正電源電壓端和地端。</p>

65、<p>　　3.3.3 硬件連接電路</p><p>　　ADC0809與89C51連接可采用查詢方式，也可以采用中斷方式。圖8所示 為中斷方式連接電路圖。由于ADC0809片內(nèi)有三態(tài)輸出鎖存器，因此，可直接與89C51接口。</p><p>　　這里將ADC0809作為一個(gè)外部擴(kuò)展并行I/O口，采用線選法尋址。由P2.0和/WR聯(lián)合控制啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)端（START）和ALE端

66、，低三位地址線加到ADC0809的ADDA、ADDB和ADDC端，所以，選中ADC0809的IN0通道的地址為0FEFBH。</p><p>　　啟動(dòng)ADC0809的工作過程是：先送通道號(hào)地址到ADDA、ADDB和ADDC；由ALE信號(hào)鎖存通道號(hào)地址后，讓START有效；啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換，即執(zhí)行“MOVX @DPTR,A”。</p><p>　　指令產(chǎn)生/WR信號(hào)，使ALE和START有效；

67、鎖存通道號(hào)并啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換完畢，EOC端發(fā)出一正脈沖，申請(qǐng)中斷。在中端服務(wù)程序中，“MOV A,@DPTR”指令產(chǎn)生/RD信號(hào)，使OE端有效，打開輸出鎖存器三態(tài)門，8位數(shù)據(jù)便讀入到CPU中。</p><p>　　ADC0809的時(shí)鐘取自89C51的ALE經(jīng)二分頻后的信號(hào)。當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完畢，89C51讀取轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量時(shí)，須使用“MOVX A,@DPTR”指令。這樣就完成了ADC0809與89C51的連

68、接及工作過程。</p><p>　　圖8 ADC0809與單片機(jī)的連接圖</p><p>　　3.4 LED顯示電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，如果需要顯示的內(nèi)容只有數(shù)碼和某些字母，使用LED數(shù)碼管是一種較好的選擇。LED數(shù)碼管顯示清晰、成本低廉、配置靈活，與單片機(jī)接口簡(jiǎn)單易行。</p><p>　　3.4.1 LED數(shù)

69、碼管</p><p>　　LED數(shù)碼管是由發(fā)光二極管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件。圖9中a為0.5inLED數(shù)碼管的外形和引腳圖，其中七只發(fā)光二極管分別對(duì)應(yīng)a～g筆段構(gòu)成“”字形另一只發(fā)光二極管Dp作為小數(shù)點(diǎn)。因此這種LED顯示器稱為七段數(shù)碼管或八段數(shù)數(shù)碼。LED數(shù)碼管按電路中的連接方式可以分為共陰型和共型兩大類，如圖9中b、c所示。共陽(yáng)型是將各段發(fā)光二極管的正極連在一起，作為公共端COM，公共端COM接高電平，

70、a～g、Dp各筆段通過限流電阻接控制端。某筆段控制端低電平時(shí)，該筆段發(fā)光，高電平時(shí)不發(fā)光。控制某幾段筆段發(fā)光，就能顯示出某個(gè)數(shù)碼或字符。共陰型是將各數(shù)碼發(fā)光二極管的負(fù)極連在一起，作為公共端COM接地，某筆段通過限流電阻接高電平時(shí)發(fā)光。</p><p>　　LED數(shù)碼管按其外形尺寸有多種形式，使用較多的是0.5in和0.8in；按顯示顏色也有多種形式，主要有紅色和綠色；按亮度強(qiáng)弱可分為高亮和普亮，指通過同樣的電流顯

71、示亮度不一樣，這是因發(fā)光二極管的材料不一樣而引起的。</p><p>　　LED數(shù)碼管的使用與發(fā)光二極管相同，根據(jù)其材料不同正向壓降一般為1.5～2V額定電流為10mA，最大電流為40mA。靜態(tài)顯示時(shí)取10mA為宜，動(dòng)態(tài)掃描顯示可加大，可脈沖電流，但一般不超過40mA。</p><p>　　a)外形和引腳 b)共陰極結(jié)構(gòu) c)共陽(yáng)極結(jié)構(gòu) </p

72、><p>　　圖9 數(shù)碼管及其結(jié)構(gòu) </p><p>　　3.4.2 LED數(shù)碼管編碼方式</p><p>　　當(dāng)LED數(shù)碼管與單片機(jī)相聯(lián)時(shí)，一般將LED數(shù)碼管的各筆段引腳a、b、…、g、Dp按某一順序接到MCS－51型單片機(jī)某一個(gè)并行I/O口D0、D1、…、D7，當(dāng)該I/O口輸出某一特定數(shù)據(jù)時(shí)，就能使LED數(shù)碼管顯示出某個(gè)字符。例如要

73、使共陽(yáng)極LED數(shù)碼管顯示“0”，則a、b、c、d、e、f各筆段引腳為低電平，g和Dp為高電平。</p><p>　　LED數(shù)碼管編碼方式有多種，按小數(shù)點(diǎn)計(jì)否可分為七段碼和八段碼；按共陰共陽(yáng)可分為共陰字段碼和共陽(yáng)字段碼，不計(jì)小數(shù)點(diǎn)的共陰字段碼與共陽(yáng)字段碼互為反碼；按a、b、…、g、Dp編碼順序是高位在前，還是低位在前，又可分為順序字段碼和逆序字段碼。甚至在某些特殊情況下將a、b、…、g、Dp順序打亂編碼。表1為共陰

74、和共陽(yáng)LED數(shù)碼管幾種八段編碼表。這里采用共陰極數(shù)碼管的編碼方式。</p><p>　　表1 共陰和共陽(yáng)LED數(shù)碼管幾種八段編碼</p><p>　　3.4.3 LED數(shù)碼管顯示方式和典型應(yīng)用電路</p><p>　　LED數(shù)碼管顯示電路在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中可分為靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。在本設(shè)計(jì)中，使用的是靜態(tài)顯示方式，這里主要介紹靜態(tài)顯示方式及其電路連接。靜

75、態(tài)顯示在本設(shè)計(jì)中如圖10所示。</p><p>　　一般情況，在靜態(tài)顯示方式下，每一位顯示器的字段需要一個(gè)8位I/O口控制，而且該I/O口須有鎖存功能，N位顯示器就需要N個(gè)8位I/O口，公共端可直接接+5V（共陽(yáng)）或接地（共陰）。顯示時(shí)，每一位字段碼分別從I/O控制口輸出，保持不變直至CPU刷新顯示為止。也就是各字段的亮滅狀態(tài)不變。此種情況下，靜態(tài)顯示方式編程較簡(jiǎn)單，但占用I/O口線多，即軟件簡(jiǎn)單、硬件成本高，一

76、般適用顯示位數(shù)較少的場(chǎng)合。但是，利用74LS164串入并處的特點(diǎn)設(shè)計(jì)的靜態(tài)顯示，可以輕而易舉的解決靜態(tài)顯示占用I/O口多的問題，同時(shí)，編程也沒動(dòng)態(tài)顯示那么復(fù)雜！</p><p><b>　　圖10 顯示電路圖</b></p><p>　　圖10 是該應(yīng)用的典型電路圖，也是在本設(shè)計(jì)中要用到的顯示電路，圖中CLOCK 為74LS164提供其工作的脈沖信號(hào)，SERIAL N

77、UM是從單片機(jī)輸出的要顯示的串行數(shù)據(jù)。</p><p>　　3.5 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　告警在設(shè)計(jì)電路中，被廣泛的應(yīng)用，簡(jiǎn)單實(shí)用。當(dāng)溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等等超出了設(shè)置的限度，有可能對(duì)設(shè)備、人或其他造成危害；所以，當(dāng)檢測(cè)到溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等大于期望的范圍時(shí)，由相關(guān)電路觸發(fā)三極管的基極，使三極管導(dǎo)通，繼電器吸合，指示燈亮，同時(shí)蜂鳴器響，發(fā)出告警信號(hào)。其電路如圖11所示。</p

78、><p>　　圖11 告警電路 </p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，告警電路與單片機(jī)的連接如圖12所示 ，單片機(jī)把接收來的數(shù)字溫度信號(hào)與所設(shè)置的溫度信號(hào)比較，一旦發(fā)現(xiàn)超出了設(shè)定的范圍，由單片機(jī)的P3.4引腳置高電平，驅(qū)動(dòng)三極管（9013），使繼電器吸合，二極管亮，同時(shí)，蜂鳴器響，發(fā)出告警信號(hào)。該報(bào)警電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本低。<

79、/p><p>　　圖12報(bào)警電路與單片機(jī)接口</p><p><b>　　3.6 整體電路圖</b></p><p><b>　　圖13系統(tǒng)電路圖</b></p><p>　　系統(tǒng)電路圖由前面介紹的各個(gè)模塊硬件的綜合。配以軟件，即可實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的功能。圖13所示為該設(shè)計(jì)的系統(tǒng)電路圖。</p>

80、<p><b>　　4 軟件部分設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 A/D轉(zhuǎn)換程序流程圖</p><p>　　圖14 數(shù)模轉(zhuǎn)換部分流程</p><p>　　數(shù)模轉(zhuǎn)換由ADC0809來完成，啟動(dòng)系統(tǒng)后，首先對(duì)其進(jìn)行初始化，然后由單片機(jī)的P0口送出通道地址，74LS373鎖存同時(shí)送給ADC0809的ADDA、ADDB、ADDC來選

81、通采集溫度的通道號(hào)；接著單片機(jī)發(fā)出啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換信號(hào)，開始轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換完畢，ADC0809的EOC發(fā)出轉(zhuǎn)換完成信號(hào)，告訴單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)入中斷系統(tǒng)。循環(huán)往復(fù)。其流程圖如圖14所示。</p><p>　　4.2 顯示程序流程圖</p><p>　　當(dāng)數(shù)字信號(hào)送到單片機(jī)后，計(jì)算偏移量，查表，然后執(zhí)行串行傳送指令，把數(shù)字溫度信號(hào)一位一位的發(fā)送到串入并出的74LS164,驅(qū)動(dòng)LED顯示采樣的溫度。其

82、流程圖如圖15所示。</p><p>　　圖15 顯示子程序流程圖</p><p>　　4.3 報(bào)警程序流程圖</p><p>　　ADC0809把模擬溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送到單片機(jī)的存儲(chǔ)后，程序中報(bào)警子程序把數(shù)字溫度信號(hào)（即當(dāng)前溫度信號(hào)）與設(shè)定的溫度信號(hào)進(jìn)行比較，當(dāng)當(dāng)前溫度超出了設(shè)定的范圍，啟動(dòng)報(bào)警電路,即由單片機(jī)的P3.4輸出高電平，使晶體管工作，從而使繼電器

83、吸合，報(bào)警指示燈亮，蜂鳴器響。其流程圖如圖16所示。</p><p>　　圖16 報(bào)警子程序流程圖</p><p>　　4.4 主程序流程圖</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，單片機(jī)處于主導(dǎo)地位，由它控制著整個(gè)系統(tǒng)的有序的工作。系統(tǒng)正常運(yùn)行之前，單片機(jī)要先把程序初始化，使各個(gè)模塊處于待工作狀態(tài)，準(zhǔn)備相關(guān)工作。然后，單片機(jī)的P0口送出通道地址，對(duì)ADC0809初始化，7

84、4LS373鎖存通道號(hào)，單片機(jī)發(fā)出啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換信號(hào)，開始模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)束后得到8位數(shù)字溫度信號(hào)，此時(shí)，ADC0809向單片機(jī)發(fā)出轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。由單片機(jī)把數(shù)字溫度信號(hào)接收到設(shè)置的存儲(chǔ)處。</p><p>　　圖17 主程序流程圖</p><p>　　接著，由報(bào)警程序?qū)崿F(xiàn)當(dāng)前溫度值與預(yù)先設(shè)置的溫度值進(jìn)行比較，當(dāng)超出了設(shè)定范圍，啟動(dòng)報(bào)警電路，告警；否者，根據(jù)當(dāng)前溫度值計(jì)算出其偏移量，查表，獲

85、得與之相對(duì)應(yīng)的譯碼值；最后，由P3.3口在P3.4提供移位脈沖下把譯碼值一位一位的送到74LS164中，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的LED顯示。單片循環(huán)發(fā)出通道號(hào)，巡回得到相關(guān)通道的溫度信號(hào)，然后顯示出來。這樣就完成了整個(gè)流程。其流程圖如圖17 所示。</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　在本設(shè)計(jì)中，主要是對(duì)多點(diǎn)溫度進(jìn)行檢測(cè)，而且在單片機(jī)作為主控單元下，進(jìn)行

86、一些智能操作，如溫度顯示、巡回檢測(cè)、超量程告警等等。研究?jī)?nèi)容主要分為數(shù)據(jù)采集、模數(shù)轉(zhuǎn)換、單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件編程幾個(gè)方面。針對(duì)這幾個(gè)方面，將研究模塊化，在邏輯上按先后順序?qū)γ總€(gè)模塊進(jìn)行分別的研究，并對(duì)每一個(gè)模塊進(jìn)行獨(dú)立的測(cè)試，在測(cè)試達(dá)到要求之后，再將所有模塊有機(jī)的整合為一個(gè)整體，然后進(jìn)行整體調(diào)整測(cè)試。最總完成整個(gè)設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　該設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)相比，用軟件取代了部分硬件，節(jié)約了硬件資源，減

87、小了連線的復(fù)雜程度，提高了系統(tǒng)的性能；顯示部分采用數(shù)據(jù)的串行傳輸連接且為靜態(tài)顯示，這樣既減少了硬件間的連線，節(jié)約了I/O口，又減少了軟件的編程難度；數(shù)碼管的靜態(tài)顯示方式與比動(dòng)態(tài)顯示，亮度高；同時(shí)，在該系統(tǒng)中設(shè)置了超量程報(bào)警電路，當(dāng)檢測(cè)到當(dāng)前溫度 超出了設(shè)定的范圍后，報(bào)警電路就會(huì)被啟動(dòng)，減低不必要的損失。但是，在本設(shè)計(jì)中，設(shè)定的溫度值一旦確定，要想修改，就要重新編程下載，較為麻煩；顯示部分采用數(shù)據(jù)串行傳輸，速度相對(duì)來說比較慢；AD590溫

88、度采集模塊采集到的溫度信號(hào)為模擬溫度信號(hào)，輸入單片機(jī)前要進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，需增加數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，添加硬件間的連線。</p><p>　　在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，遇到很多問題，如初始階段設(shè)計(jì)思路不清晰；ADC0809與單片機(jī)硬件聯(lián)系結(jié)束后，進(jìn)行軟件測(cè)試時(shí)，無法使二者協(xié)同工作；溫度超出設(shè)置值時(shí)，報(bào)警電路不報(bào)警；在編程過程中，求數(shù)據(jù)偏移量時(shí)，不清楚如何下手；溫度采集模塊采集到的溫度信號(hào)為電壓信號(hào)，不清楚如何設(shè)置才能和ADC0809配

89、合使得轉(zhuǎn)換的結(jié)果更準(zhǔn)確等等，最后在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，都一一得以解決。</p><p>　　為進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能，可以增加相應(yīng)的鍵盤模塊，配合相應(yīng)的軟件，完成隨時(shí)對(duì)溫度設(shè)定范圍的修改；同時(shí)，把溫度采集模塊（AD590）和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊（ADC0809）用DS18B20或其它的相關(guān)芯片代替，這樣既達(dá)到了減少硬件間的連線，又提高了性能的穩(wěn)定性和減小了調(diào)試的麻煩；除此之外，還可以增加顯示部分的數(shù)碼管，用來顯示設(shè)定

90、的溫度范圍；增加相應(yīng)的指示模塊用來顯示當(dāng)前溫度采集的通道。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李朝青.單片機(jī)原理及接口技術(shù)(第三版)[M」.北京:北京航空航天大學(xué)出版社，2005．</p><p>　　[2] 張靖，劉少?gòu)?qiáng).檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M] 北京：中國(guó)電力出版社 2002</p>&

91、lt;p>　　[3] 賴壽宏 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M].北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 2004</p><p>　　[4] 劉祖潤(rùn)，胡俊達(dá) 畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo) [M] 北京機(jī)械工業(yè)出版社 1996</p><p>　　[5] 何立民 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編[M] 北京：北京航空航天大學(xué)出版社 1993</p><p>　　[6] 沙占友 智能化集成溫度傳感器原理與應(yīng)用 [M]

92、北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2002</p><p>　　[7] 李蘭友，王勇才，傅景義 單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用十例 [M]北京：電子工業(yè)出版社 1994</p><p>　　[8] 余發(fā)山，王福忠 單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) [M] 江蘇：中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2003</p><p>　　[9] 張西 基于MCS-51單片機(jī)的測(cè)溫系統(tǒng) [D] 測(cè)控技術(shù)與設(shè)備學(xué)報(bào) 2002 </p&g

93、t;<p>　　[10] 馬江濤 單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) [M] 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制學(xué)報(bào) 2004 Vol(12)</p><p>　　[11] 胡漢才 單片機(jī)原理及其接口技術(shù)[M] 北京：清華大學(xué)出版社 1996</p><p>　　[12] 何立民 MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與接口技術(shù) [M] 北京航空航天大學(xué)出版社 1990</p>

94、<p>　　[13] 高鵬 ，安濤， 寇懷成 Protel99入門與提高[M] 北京：人民郵電出版社2000</p><p>　　[14] 張靖，劉少?gòu)?qiáng).檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M] 北京：中國(guó)電力出版社 2002</p><p>　　[15] 賴壽宏 微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M] 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2004</p><p>　　[16] 劉祖潤(rùn)，胡俊達(dá) 畢業(yè)

95、設(shè)計(jì)指導(dǎo) [M ]機(jī)械工業(yè)出版社 1996</p><p>　　[17] TOPSwitch Flyback Transformer Construction Guide 1996</p><p>　　[18] Gao You Tang ,Zhu Qing Hui,Electronic technology fundamentals [M] 西安：西安地圖出版社 2003</p>

96、;<p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　源程序：</b></p><p>　　LOWTEMP EQU -50 ; A/D 0</p><p>　　HIGHTEMP EQU 150 ； A/D 255</p&

97、gt;<p>　　ADPORT EQU 0FEFBH ；A/D端口地址</p><p>　　LEDBUF EQU 30H ；置存儲(chǔ)區(qū)首址</p><p>　　TEMP EQU 40H ；置緩沖區(qū)首址</p><p>　　CURTEMP

98、 EQU 60H ；</p><p>　　DIN BIT 0B0H ；置串行輸出口</p><p>　　CLK BIT 0B1H ；置時(shí)鐘輸出口</p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　LJMP

99、 START</p><p>　　LEDMAP: DB 3FH,6,5BH,4FH,66H,6DH ；0，1，2，3，4，5</p><p>　　DB 7DH,7,7FH,6FH,77H,7CH ；6，7，8，9，A，B</p><p>　　DB 58H,5EH,7BH,71H,0,40H ；C

100、，D，E，F(xiàn)，“”- </p><p>　　DB 63H,39H ；℃</p><p>　　DISPLAY: ；溫度顯示</p><p>　　MOV R0,#LEDBUF</p><p>　

101、　MOV R1,#TEMP</p><p>　　MOV R2,#3 ；3個(gè)LED</p><p>　　DP10: MOV DPTR,#LEDMAP ;段碼地址</p><p>　　MOV A,@R0 ；取段碼偏移量</p>

102、;<p>　　MOVC A,@A+DPTR ；取段碼</p><p>　　MOV @R1,A</p><p>　　INC R0</p><p>　　INC R1</p><p>　　DJNZ R2,DP10 ；段碼是否取完</

103、p><p>　　MOV R0,#TEMP</p><p>　　MOV R1,#3</p><p>　　DP12: MOV R2,#8</p><p>　　MOV A,@R0 ；取段碼</p><p>　　DP13: RLC A

104、 ；段碼左移</p><p>　　MOV DIN,C</p><p>　　CLR CLK ；發(fā)送一個(gè)移位脈沖</p><p>　　SETB CLK</p><p>　　DJNZ R2,DP13 ;8個(gè)

105、段碼是否輸出完</p><p>　　INC R0</p><p>　　DJNZ R1,DP12 ；3個(gè)LED的段碼是否都輸出完</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DISPLAYRESULT:

106、 ；將正負(fù)值區(qū)分顯示</p><p>　　MOV A, CURTEMP ；實(shí)際值</p><p>　　JNB Acc.7, GE0 ；判斷是正是負(fù)</p><p>　　SETB P3.4 ；小于0°C告警</p&

107、gt;<p>　　MOV LEDBUF, #11H ；顯示“-”號(hào)</p><p>　　DEC A ；求補(bǔ)碼</p><p><b>　　CPL A</b></p><p>　　JMP GOON</p&

108、gt;<p><b>　　GE0:</b></p><p>　　MOV LEDBUF, #10H ；顯示“ ”</p><p>　　MOV RO,A</p><p>　　CJNZ A,#32H,WH</p><p>　　WH: JC HW<

109、;/p><p>　　HW: SETB P3.4 ;大于50°C告警</p><p>　　MOV A, RO</p><p>　　GOON: ；存入顯示內(nèi)容</p><p>　　MOV B

110、, #10 </p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOV LEDBUF+1, A</p><p>　　MOV A, B</p><p>　　MOV LEDBUF+2, A</p><p>

111、　　MOV LEDBUF+3,#12H</p><p>　　MOV LEDBUF+4,#13H</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　READAD:</b></p><p>　　MOV DPTR, #ADPORT</p><p&

112、gt;<b>　　CLR A</b></p><p>　　MOVX @DPTR，A ；START A/D</p><p>　　JNB P3.3,$</p><p>　　MOVX A, @DPTR ；讀入結(jié)果</p>&l

113、t;p><b>　　RET</b></p><p>　　READTEMP: ；溫度的計(jì)算</p><p>　　CALL READAD</p><p>　　MOV B, #(HIGHTEMP-LOWTEMP)</p><p>

114、;　　MUL AB</p><p>　　MOV A, B ； /256</p><p>　　ADD A, #LOWTEMP</p><p>　　MOV CURTEMP, A</p><p><b>　　RET</b>&l